Servus zusammen,
im Kfz-Bereich kommt es ja immer mal wieder vor, dass einzelne oder mehrere Kabel beschädigt werden, bzw. Steckverbinder korrodieren und dann zu erhöhten Übergangswiderständen führen. Beim Touareg kennen wir beispielsweise die Thematik mit dem Airbag-Fehler, wenn der Steckverbinder unter dem Sitz fehlerhaft ist. Oder der Kabelbaum unter dem Teppich auf der Fahrerseite vergammelt durch Feuchtigkeit. Und auch den allseits beliebten Mardern fällt mal das ein oder andere Kabel im Motorraum zum Opfer.
Zusatzverbraucher benötigen hingegen neue Leitungen und auch die sollten anständig angeschlossen werden. Geflickt oder neu gemacht ist so was oft schnell - und funktioniert in der Regel auch eine Weile, je nach Qualität der Arbeit und den Rahmenbedingungen wie Feuchtezutritt, Vibrationen und mechanischer Beanspruchung.
Wie man so was fachgerecht und mit langfristiger Zuverlässigkeit macht, möchte ich hier kurz erläutern und die Vor- und Nachteile der verschiedenen Verfahren wie Löten, Quetschverbinder, Schneidklemmverbinder, Aderendhülsen usw. aufzeigen.
Starten wir mit den wohl bekanntesten Kabelverbindern fürs Auto, den einfachen Quetschverbindern:
Die Dinger hat jeder sicher schon mal gesehen, bzw. schon vor ewiger Zeit noch beim ersten Auto damit die Nebelscheinwerfer oder den Bumm-Bumm-Audio-Verstärker damit angeschlossen. Seit damals haben sie sich auch nicht verändert.
Verarbeitet werden sie traditionell gerne mit der Kombizange, also einfach breitgequetscht, was die entstehenden Verbindungen noch schlechter macht. Auch die "Qualitätszange" in der unteren Hälfte des folgenden Bilds macht das nur unwesentich besser. Wenn man mit diesen Quetschverbindern arbeiten möchte, dann sollte man in jedem Fall eine passende Crimpzange mit definiertem Pressdruck und einem vernünftigen Pressprofil einsetzen. Die sieht dann so aus, wie die Zange in der oberen Bildhälfte.
Korrekte Verpressung mit der richtigen Crimpzange
Wichtig ist zu wissen, dass diese Quetschverbinder nicht wassergeschützt sind und Feuchtigkeit ungehindert in den Bereich der Verpressung und auch munter in das Kabel selbst einziehen kann. Letzteres passiert schlichtweg deshalb, weil herkömmliche Leitungen nicht längswasserdicht sind und der mehrdrähtige Kupferleiter durch die Kapillarwirkung wie ein Docht wirkt. Sind ein oder beiden Enden nicht dicht verschlossen oder wird der Isoliermantel irgendwo beschädigt, haben Feuchtigkeit bzw. auch andere Flüssigkeiten leichtes Spiel.
Querschnitt durch eine mehrdrähtige (flexible) Leitung
Am Beispiel einer Lötverbindung, welche einige Zeit der Witterung ausgesetzt war, sieht das dann bald so aus, gerne auch mal noch zusätzlich mit grünlichen Ausblühungen.
Die Isolierung rechts habe ich hier manuell zurückgezogen, die Korrosion ist also gut sichtbar ungehindert unter die PVC-Isolierung gewandert. Die Verwendung nicht abgedichteter Quetsch- und Steckverbinder sollte also besser nur im Innenraum erfolgen, wenn das länger halten soll.
Geht es darum, eine trennbare Kabelverbindung zu schaffen, dann sollten im Außenbereich immer wassergeschützte Steckverbinder eingesetzt werden. Die sehen dann zum Beispiel so aus:
Natürlich, man ahnt es schon, braucht es auch zu diesem System wieder eine hierzu exakt passende Crimpzange.
Deutlich einfacher ist es, wenn man eine beschädigte Leitung reparieren (flicken") will, die später nicht mehr getrennt werden muss. Viele sehen das Löten immer noch als die beste Wahl, da gibt es aber mittlerweile bessere und einfachere Lösungen. (Zu den Nachteilen von Lötverbindungen dann später unten mehr).
Im industriellen Umfeld werden schon länger kombinierte Schrumpf- und Lötverbinder eingesetzt, welche aus einem innenseitig kleberbeschichteten Schrumpfschlauch samt einem Schrumpf- und Lötring bestehen. Die waren früher ziemlich teuer, daher haben sie sich im privaten Bereich nicht recht durchsetzen können. Das hat sich aber geändert, brauchbare Qualität erhält man heute zum absolut erschwinglichen Preis.
Die Verarbeitung ist denkbar einfach, man isoliert die Leitungsenden mit eine Abisolierzange ein paar Millimeter ab und steckt die Leitungen so in den Verbinder, dass sich die blanken Enden unterhalb des Schrumpf- und Lötrings überlappen.
Dann wird mittels einer Heißluftpistole der Verbinder (mit Gefühl, nicht mit 600 °C drauf halten) erhitzt, bis der Schrumpf/Lötring die Leitungen verbunden hat und der Kleber der beiden Ringe an den Enden des Verbinders aufgeschmolzen ist. Hierdurch entsteht sowohl eine Zugentlastung als auch der wasserdichte Abschluss.
So sieht dann die fertige Verbindung aus.
Wicht ist, dass die Verbinder passend zum Leitungsquerschnitt ausgewählt werden, damit eine sichere und dichte Verbindung entsteht. Die Verbinder sind aber farbcodiert, so dass die Auswahl sehr einfach ist.
Weitere Vorteile der Schrumpfverbinder bestehen in der Vibrationssicherheit und dem Knickschutz der Leitungen, durch eine gewisse Elastizität zu den Enden hin. Bei korrekter Verarbeitung sind damit langfristig sichere elektrische Kontaktierungen herstellbar, die auch im Außenbereich von Fahrzeugen absolut zuverlässig sind.
Die Vor- und Nachteile von Lötverbindungen im und am Auto:
Als es noch keine vernünftigen bzw. bezahlbaren Verbinder gab, die sich auch vom Hobbyschrauber ohne teure Spezialausrüstung in Form von diversen Crimpzangen verarbeiten ließen, wurde gerne aufs Löten zurückgegriffen. Grundsätzlich ist da auch gar nichts dagegen einzuwenden, wären da nicht ein paar Fußangeln für "privat & draußen".
- Am Fahrzeug hat man in aller Regel keine vernünftige Lötststation zur Hand, die meisten Bastler werden nicht mal einen temperaturgeregelten Lötkolben besitzen. Schlechte Vorbedingungen für eine saubere Lötstelle, welche mindestens so aussehen sollte wie hier:
- Löten will gelernt sein. Viele "kleben" die Drähte nur zusammen, weil sie entweder beim Erkalten der Lötverbindung und ohne Beruhigungsbier zittern oder der ungeregelte Lötkolben nicht die Leistung besitzt, das Lot in kurzer Zeit vollständig im zulässigen Temperaturfenster aufzuschmelzen.
- Ein schlechte "kalte" Lötstelle ist mechanisch nicht stabil und anfällig für ein komplettes späteres Versagen.
- Meist wird die Lötstelle einfach mit Isolier- oder Gewebebandband umwickelt, was natürlich Murks ist, vor allem im Außenbereich bei Feuchteeinwirkung. Was dann passiert, das ist im fünften Bild des Beitrags ersichtlich. Ach und Tesa aus dem Büro ist noch schlechter 
.
- Beim Lötvorgang verfestigt sich das Kupfer noch ein paar Millimeter von der Lötstelle. Das liegt einerseits daran, dass Lot durch die Kapillarwirkung der Litze in die Zwischenräume der Drähte gezogen wird und diese teilweise verbindet. Andererseits kann auch eine hohe thermische Beanspruchung und eine zu rasche Abkühlung der Lötstelle (z. B. durch Pusten) das Material selbst verfestigen. Die Folge ist, dass ein scharfer Übergang von "Kupfer hart" zu "Kupfer weich" entsteht, was in Bezug an die Bruchempfindlichkeit des Leiters an diesen Stellen eben absolut ungünstig ist.
Die Leitung wurde hier nicht mit HIlfe einer Zange o. ä. bewusst so gebogen, der 90°-Knick entsteht genau im Übergang von der verfestigten Zone zum noch regulär weichen Kupfer. In Kombination mit Vibrationen oder mechanischen Bewegungen (Heckklappe, Türscharnier usw.) wird genau dort über kurz oder lang ein Bruch eintreten. Und dann geht die Fehlersuche wieder von vorne los...
Wenn partout gelötet werden soll, dann rate ich deshalb unbedingt zum Einsatz eines kleberbeschichteten Schrumpfschlauchs, um die Lötstelle und die neuralgische Zone kurz davor mechanisch zu entlasten. Ebenso wird hierdurch der Zutritt von Feuchtigkeit samt Korrosion verhindert. Gegen eine sauber ausgeführte Lötstelle in Kombination mit besagtem Schrumpfschlauch ist dann nichts einzuwenden. Oben genannte Schrumpf- und Lötverbinder sind allerdings die wesentliche einfachere und verarbeitungssicherere Lösung.
Freie Leitungsenden anschließen:
An modernen Autos gibt es nicht mehr viel geschraubte Leitungen, sieht man mal von Hochstromverbrauchern mit entsprechend großen Kabelquerschnitten ab. Die sind dann allerdings zumeist mit Ringkabelschuhen oder Klemmverschraubungen (z. B. an der Starterbatterie) versehen. Es gibt aber durchaus noch einige Ausnahmen. Beispielsweise an der Steckdose der Anhängekupplung und natürlich dem Gegenstück am Anhänger. Auch Camper und Wohnmobile besitzen oft Elektroboxen mit Schraubterminals.
Auch hier ist es wichtig, diese Anschlüsse fachgerecht herzustellen, damit es später keine unangenehmen Überraschungen gibt. Am einfachsten geht das mit den sogenannten Aderendhülsen, die es für verschiedene Kabelquerschnitte sowohl ohne als auch mit Kunststoff-Schutzkragen gibt.
Von der Billig-Variante (oberes Bild) ohne Schutzkragen rate ich aus folgenden Gründen ab:
- Kein Knickschutz für die Leitung und erhöhte Leiter-Bruchgefahr bei Vibrationen.
- Einführen der Litzenleitung schwierig, zudem besteht hier gerne die unbemerkte Gefahr, dass einzelne Drähte neben statt in die Hülse geschoben werden. Das führt dann gerne zu Kurzschlüssen, wenn das nächste Anschlussterminal dicht nebenan liegt.
- Durch die fehlende Farbcodierung bringt man die Hülsen schnell mal durcheinander. Gerade bei ähnlichen Leiterquerschnitten wie 0,5 und 0,75 mm² kann man schnell mal versehentlich die größere Hülse erwischen, was schlecht für eine korrekte Crimpverbindung ist.
Auch Aderendhülsen benötigen zu ihrer Verarbeitung eine geeignete Presszange. Damit ist auch hier nicht die allgegenwärtige Kombizange gemeint, sondern eben eine Aderendhülsenzange. Die gibt es sowohl mit trapezförmigem und auch rundem Pressprofil. Bei den einfachen Varianten dosiert man den Pressdruck nach Gefühl, komfortablere Zangen sorgen automatisch für den passenden Pressdruck. Alle Pressprofile versehen die Crimpverbindung mit quer zur Längsachse des Leiters laufenden Einkerbungen. Die sorgen für den festen Sitz der Aderendhülse auf dem Litzenleiter.
Pfusch-Pressung mit der Kombizange, die Hülse kann leicht abrutschen
Verpressung mit Trapezprofil-Zange
Verpressung mit Rundprofil-Zange
Verpressung mit Trapezprofil-Zange, eine Nummer zu große Aderendhülse gewählt
Übrigens gibt es auch spezielle Aderendhülsen mit Kunststoffkragen, welche für zwei Leiter des gleichen Querschnitts geeignet sind. Das ist oft ganz praktisch und zeitsparend. Die nennen sich, ja nach Hersteller" dann Twin..., Duo..., Doppel..., oder Zwillings (Aderendhülsen).
Eine Doppel-Aderendhülse für 2 x 0,75 mm² Leiter
"Wegsparen" sollte man die Aderendhülsen auf keinen Fall, mehrdrähtige Leiter und Schraubverbindungen sind keine guten Freunde. Das gilt auch für das Verzinnen der Litze, das ist so ziemlich das ungünstigste Vorgehen. Lötzinn ist weich und neigt daher stark zum "Kaltfließen". Die elektrische Verbindung wird mit der Zeit durch den nachlassenden Anpressdruck der Klemme immer schlechter. Außerdem tritt hier wieder das bereits weiter oben behandelte Problem zutage, dass die mehrdrähtige Leitung durch eingezogenes Lot und gegebenenfalls auch thermische Einwirkungen unflexibler wird und zusammen mit dem fehlenden Knickschutz in diesem neuralgischen Bereich bei Vibrationen oder Bewegung schnell bricht.
Grüße
Robert
©Touareg-Freunde. Darf gerne verlinkt aber bitte nicht kopiert und anderswo eingestellt werden. Danke.